FQ-Engel

8 CAPÍTULO 1 Conceptos fundamentales de Termodinámica
TABLA 1.2
La constante del
gas ideal, R, en
diferentes unidades
R = 8.314 J K −1 mol -1
R = 8.314 Pa m 3 K -1 mol −1
R = 8.314 × 10 −2 L bar K −1 mol −1
R = 8.206 × 10 −2 L atm K −1 mol −1
R = 62.36 L Torr K −1 mol −1
PROBLEMA EJEMPLO 1.2
Considere el sistema compuesto mostrado en la siguiente figura que se mantiene a
298 K. Suponiendo el comportamiento del gas ideal, calcular la presión total y la
presión parcial de cada componente si se quitan las barreras que separan los
compartimentos. Suponga despreciable el volumen de las barreras.
He
2.00 L
1.50 bar
Ne
3.00 L
2.50 bar
Xe
1.00 L
1.00 bar
Solución
El número de moles de He, Ne y Xe vienen dados por
PV
nHe = RT
= 1.50 bar × 2.00 L
8.314 × 10− 2
L bar K−
1
mol −
= 0.121 mol
1
× 298 K
PV
2.50 bar × 3.00 L
nNe
= =
= 0.303 mol
RT 8.314 × 10− 2
L bar K− 1
mol−
1×
298 K
PV
nXe
=
RT = 1.00 bar × 1.00 L
= 0.0403 mol
8.314 × 10 − 2
L bar K − 1
mol − 1×
298 K
n= nHe + nNe + nXe
= 0.
464
Las fracciones molares son
La presión total viene dada por
( nHe + nNe + nXe
) RT 0.464 mol × 8.3145 × 10−
P =
=
2 L ba r K −1 mol − 1×
298 K
V
6.00 L
= 1.92 bar
Las presiones parciales son entonces
P = x P = 0.261× 1.92 bar = 0.501bar
He
He
P = x P = 0.653× 1.92 bar = 1.25bar
Ne
x
x
x
He
Ne
Xe
Ne
nHe
0.
121
= = = 0.
261
n 0.
464
nNe
0.
303
= = = 0.
653
n 046 . 4
nXe
0.
0403
= = = 0.
0860
n 0.
464
PXe = xXe P = 0.0860 × 1.92 bar = 0.165bar